Niyə Harmonik Azaltma Elektrik Sistemləri Üçün Mühümdür

Harmonikləri və onların Elektrik Sistemlərindəki Təsirlərini Anlamaq

Elektrik Şəbəkələrdə Harmonik İstilasını Təyin Etmaq

Elektrik şəbəkələrində harmonik distorsiya haqqında danışarkən, əslində biz enerji sistemlərimizdə axan mükəmməl sinusoildən olan narahat edici kənarlaşmalardan danışırıq. Bu əsasən çoxlu yüklərin qeyri-xətti xarakteristikaları olduğu üçün baş verir. Rektifikatorlar, invertorlar və DC sürücülər kimi ümumi avadanlıqlara baxın – hamısı qarışıqa əlavə tezliklər əlavə edir. Bu nə deməkdir? Əslində bu istənilməyən əlavələr orijinal dalğa formasının forması ilə qarışır, enerjinin şəbəkə üzrə səmərəli şəkildə ötürülməsini çətinləşdirir. IEEE tərəfindən qüvvədə olan harmonik distorsiyanın yol verilən hədlərini müəyyən edən bələdçi qurğular mövcuddur. Bu qaydalara əməl edərək mühəndislər harmoniklərin səbəb olduğu problemlərlə mübarizə apara bilər, beləliklə sistemləri qazanılmış itkilər və avadanlıqların zərər görməsi olmadan hamar işləyə bilər.

Qeyri-səliqəli Yüklərin Necə Dəstgahlı Tərqimlər Yaradır

Kompüterlər, LED lampalar və AC motor sürücüləri kimi avadanlıqlar harmoniklər yaradır ki, bu da normal gərginlik və cərəyan nümunələrini pozur. Bu cihazlar elektrik enerjisini kifayət qədər hamar şəkildə çəkmək əvəzinə, gücünü qısa sıçrayışlarla çəkərək dalğa formasını pozur. Məsələn, tipik bir zavod sahəsini götürək. Bir çox xətti olmayan yüklər birlikdə işlədikdə, harmonik cərəyanlar yaradaraq enerji israfına və təmir xərclərinin artmasına səbəb olur. Problemə əsasən elektrik şəbəkəsinin nəzərdə tutduğu (hamar sinus dalğası) ilə bu müasir cihazlar işə salındıqda baş verən həqiqəti arasındakı uyğunsuzluq səbəb olur. Bu uyğunsuzluq, sistemin gözlənilməz sıradan çıxmalara yol vermədən etibarlı şəkildə işləməsi üçün düzgün idarə edilməli olan istənilməyən tezliklər yaradır.

Armoniklər və Güc Faktoru Bozulması Arasındakı Əlaqə

Harmoniklər güc faktoruna təsir göstərdikdə, bu, əsasən elektrik enerjisinin sistemin müxtəlif hissələrində nə qədər səmərəli istifadə edildiyini göstərir. Əgər güc faktoru vaxt keçdikcə pisləşərsə, elektrik sistemləri öz növbəsində lazım olandan çox enerji sərf edir. Bu isə ayın sonunda daha yüksək hesablara səbəb olur və müxtəlif avadanlıqlara əlavə təzyiq yaradaraq onların gözləniləndən əvvəl sıradan çıxmasına səbəb olur. Bu cür problemləri həll etmək üçün şirkətlər adətən müəyyən güc faktorunu tənzimləyən qurğular və ya üsullar quraşdırırlar. Güc faktorunu normallaşdırdıqdan sonra enerji xərclərində təxminən 10 faiz qənaət edən çoxsaylı zavodlar barədə məlumat mövcuddur. Böyük müəssisələrin təqribən hər gün fəaliyyət göstərdiyi istehsal sahəsində harmonikləri nəzarətdə saxlamaq və güc faktoru ilə bağlı problemləri aradan qaldırmaq yalnız xərclərin azalmasına deyil, həm də maşınların əvəz edilmədən daha uzun müddət işləməsinə imkan verdiyinə görə biznes baxımından da məqbuldur.

Endustriyalıq Şərtlərdə Düzəltilməmiş Gərmənliklərin Nəticələri

Texnika Üçəm və Komponentlərin Öncə Vaxtında Failsi

Harmonik distorsiya sənaye mühitində nəzarətdən çıxarsa, adətən avadanlıqların qızmasına və hissələrin gözləniləndən əvvəl sıradan çıxmasına səbəb olur. Bu harmoniklər transformatorlara, mühərriklərə və kondensatorlara təsir edərək onların lazımdan artıq işləməsinə səbəb olur. Əlavə gərginlik isə istilik yığılmasına və nəticədə sıradan çıxmalara aparır. Bu baş verdiyi zaman sənaye müəssisələri real problemlərlə qarşılaşır - istehsal dayanır, təmir işləri çoxalır və pul sürətlə əridilir. Bir çox zavodlar bu görünməz harmonik problemləri səbəbindən ciddi avadanlıq sıradan çıxmaları yaşayıb. Buna görə də ağıllı operatorlar ilk gündən düzgün harmonik nəzarəti tədbirlərinə investisiya edirlər. Bu elektrik pozuntularını izləmək yalnız yaxşı təcrübə deyil, həm də qiymətli maşınları qorumaq və istehsalat sahələrində səliqəli əməliyyatları təmin etmək üçün vacibdir.

Artırılan sistem itirikləri vasitəsiylə enerji israfi

Harmoniklər enerji səmərəliliyini ciddi şəkildə təsirləndirir, çünki sistemlərdə əlavə itkilər yaradır və gücün təchizatını ümumiyyətlə daha az effektiv edir. Baş verən işin mahiyyəti belədir: harmoniklər mövcud olduqda, faydalı iş görməyən əlavə cərəyan sistem vasitəsilə itələnir. Bu məsələyə baxan tədqiqatlar nəticədə bir şeyi aydınlaşdırır - zavodlarda və müəssisələrdə harmoniklərin yayılması güc itkilərinin 3%-dən 5%-ə qədər artmasına səbəb olur. Bu rəqəmlər sənəd üzərində çox böyük görünməyə bilər, lakin vaxt keçdikcə bu faizlər pulun boş-yere itirilməsinə səbəb olur. Harmonik problemlərinin həll edilməsi yalnız elektrik hesablarının qənaət edilməsi demək deyil; həm də avadanlıqların daha soyuq işləməsi, uzun müddət xidmət etməsi və gündən-günə daha yaxşı işləməsi deməkdir.

Güç Faktoru Düzəltmə Cihazları ilə Təsir

Harmonik distorsiya gücdə əmsalın korreksiyası qurğularına düşdükdə, işləri ciddi şəkildə pozur. Güc əmsalı düşür və şirkətlər elektrik təminatçıları tərəfindən cərimələnə bilər. Bu cihazların əsas məqsədi elektrik sistemlərinin səmərəli işləməsini təmin etmək və hesablaşmaları aşağıda saxlamaqdır, lakin harmoniklər işə qarışdıqda, onlar artıq düzgün işləmir. Güc əmsalının korreksiya edilməsi müxtəlif formalarla da gəlir - sənaye müəssisələrində gördüyümüz böyük qutular olan kondensatorlar, bəzən isə xüsusi gərginlik stabilizatorları kimi. Düzgün korreksiya olmadan bizneslər enerjinin boşa xərclənməsinə görə pullarını itirirlər. Bir çox obyekt menecerləri bu problemi şəxsi təcrübədən bilirlər, aylıq xərclərinin artıb getdiyini müşahidə edirlər, baxmayaraq ki, digər hər şeyi düzgün edirlər. Buna görə də çoxsaylı müasir quraşdırmalarda indi problem yarandıqdan sonra deyil, əvvəldən başlayaraq harmonik filtrlər və ya digər risk azaldan strategiyalar nəzərdə tutulur.

Müasir Elektrik Sistemləri üçün İspatlanmış Harmonik Azaltma Texnikaları

Dinamik Yüklər üçün Faal Harmonik Filtrləri

Aktiv harmonik filtrlər elektrik sistemlərində dəyişən yüklər şəraitində harmonik distorsiyanı idarə etmək üçün irəliləmiş yol təqdim edir. Bu cihazlar şəbəkədə baş verənləri daim izləyir və sonra pis harmonikləri dərhal aradan qaldıran xüsusi cərəyanlar göndərir. Onları fərqləndirən xüsusiyyət uçuşda tənzimlənə bilmə qabiliyyətidir və bu, bir çox müxtəlif sənaye sektorlarında çox yaxşı işləyir. Məsələn, avtomobil zavodlarına gəldikdə, onlar dəyişən sürətli mühərriklərdən intensiv şəkildə istifadə edirlər ki, bu da müxtəlif elektrik siqnallarına səbəb olur. Lazımı filtrləmə olmadan bu, avadanlıqların zədələnməsinə və dayanmaya səbəb ola bilər. Son sənaye hesabatlarına görə, həqiqi dünya testləri bu filtrlərin ümumi harmonik distorsiyanı təxminən 20% azaltdığını göstərmişdir. Güc keyfiyyətini yaxşılaşdırmaqla yanaşı, şirkətlər aktiv harmonik filtrlərin quraşdırılmasının IEEE 519 tələblərinə cavab verməyə kömək etdiyini və uzun müddətdə pul qazandığını müşahidə edirlər.

Pasiv Filtr Həlləri Stabil İstifadə Şərtləri Üçün

Yüklərin saxlanması şərtləri nisbətən sabit qaldığı mühitlərlə işləyərkən passiv filtrlər harmonik problemlərlə mübarizə üçün büdcə dostu həll təklif edir. Əsasən rezistorlar, reaktorlar və kondensatorlardan ibarət olan bu filtrlər başqa halda problem yarada biləcək müəyyən harmonik tezliklərə yönəldilir. Əsas vəzifə həmin narahat edici harmonikləri azaldaraq sabit əməliyyat yaratmaqdır və bu, tikililərdə HVAC sistemləri və işıqlandırma qurğuları üçün xüsusilə vacibdir. Passiv filtrləri fərqləndirən nədir? Onları quraşdırmaq nisbətən sadədir və aktiv müvafiq həllərlə müqayisədə əvvəlcədən daha ucuzdur. Sahə testləri quraşdırma qurğusundan sonra harmonik səviyyələrinin əhəmiyyətli dərəcədə azaldığını göstərir ki, bu da ümumi sistem performansının yaxşılaşmasına səbəb olur. Çoxlu sayda sənaye sahələri passiv filtrlərdən istifadə edərək elektrik sistemlərini hamar işlədərək həm müdaxilə problemlərini, həm də qiymətli avadanlıqların zamanla aşınmasını azaltmağı bacarmışdır.

Təkmilləşdirilmiş Mitigasiya Texnologiyası ilə Dəyişən Frekvensli Qarışıqlar

Harmoonik azaldan texnologiyaya malik VFD-lər əslində eyni anda iki iş görür: mühərrikleri daha yaxşı idarə edir və harmonik tə distortiya effektlərini azaldır. Keyfiyyətli VFD-lər ya harmoniklərin azalmasına yönəlmiş konstruksiyaya malikdir, ya da harmonikləri yaranma anında aradan qaldıran aktiv giriş texnologiyasından istifadə edir. Məsələn, kağız zavodları və sement zavodları kimi sahələrdə bu xüsusi VFD-lərdən enerji qənaəti və harmoniklərin azalmasına görə xeyli fayda əldə edilir. Bəzi faktiki rəqəmlər göstərir ki, bu texnologiyadan istifadə edən zavodlar enerji xərclərində təxminən 10% və ya daha çox qənaət ediblər. Şirkətlər bu cihazları sistemlərinə daxil etdikcə, mühərrikleri səmərəli işlətməkdə və harmonik həddlərə dair qaydaları pozmadan işləməkdə onların nə qədər vacib olduğu aydın olur.

Çətin Sənaye Məqsədləri Üçün Çox-Puls Konverter Sistemləri

Böyük sənaye müəssisələrində çoximpulsuz çevirici sistemlər harmoniklərin azaldılması baxımından olduqca yaxşı işləyir. Bu cür tənzimləmələr gələn elektrik enerjisini bir neçə müxtəlif fazaya yayır, bu da harmonik pikləri kifayət qədər aşağı salmağa kömək edir və nəticədə sərt sənaye şəraitində elektrikli gürültü tərəfindən yaranan maneələr azalır. Şirkətlər 12-impulsuz və ya 18-impulsuz versiyalardan hər hansı birini quraşdırdıqda harmonik səviyyələrdə olduqca böyük azalma müşahidə olunur və harmoniklərlə bağlı bu məsələnin nəzarətini əldə etmək mümkün olur. Bu sistemlərə keçid edən metallurgiya zavodlarında və kimyəvi emal müəssisələrində nə baş verdiyinə baxın. Onlar ümumi elektrik enerjisinin keyfiyyətinin yaxşılaşdığını və avadanlıqlarının gündən-günə daha səlis işlədiyini bildirirlər. Əlbəttə, ilkin investisiya digər variantlarla müqayisədə daha böyük olsa da, əksər operatorlar uzun müddət ərzində təmir və bərpa işlərinə qənaət edilən pulun bu investisiyanı tam ödəməsinə səbəb olacağını, xüsusilə maşınlara ağır iş yükü dəstəyi göstərməli olduqda əhəmiyyətli qənaət yaratdığını müşahidə edirlər.

Uyğunluq və izləmə: Uzun müddətlik sistem güvəncəsinin təminatı

IEEE 519 Harmonik Voltaj və Cari Limitləri standartları

IEEE 519 standartları elektrik sistemlərində harmonik gərginlik və cərəyanlarla bağlı qəbul edilə biləcək səviyyələr barədə vacib qaydalar müəyyən edir. Bu qaydalara riayət etmək vacibdir, çünki heç kəs cərimələrə və ya gözlənilməyən dayanışlara yol vermək istəməz. Standart, gərginlik səviyyələrindən və yükün nə qədər böyük olmasından asılı olaraq ümumi harmonik distorsiya (THD) üzrə konkret həddlər müəyyən edir. Məsələn, 69 kV və ya daha aşağı qiymətləndirilən sistemlər üçün THD 5% -dən artıq olmamalıdır. Bu rəqəmlər təsadüfi deyil; onlar elektrik gürültüsünü nəzarət altında saxlayır və gücün təmiz və etibarlı qalmasına kömək edir. Bu gün daha çox şirkət IEEE 519 tələblərinə riayət etməyə başlayır, xüsusilə də məlumat mərkəzlərində kimi yerlərdə işin dayanılmadan davam etməsi vacibdir. Tədbirlər bu təlimatlara əməl etsinlər, onlar gələcəkdə bahalı problemlərdən qaçınır və ümumi elektrik şəbəkəsi ekosisteminə daha yaxşı tərəfdaş kimi çıxış edirlər.

Davamlı Qüvvə Keyfiyyəti İzləmə Stratejiyası

Elektrik keyfiyyətinin daimi nəzarətindən harmonik problemləri böyük problemlərə çevrilənə qədər aşkar etmək və illər boyu sistemlərin etibarlı şəkildə işləməsini təmin etmək mümkündür. Bu iş üçün mövcud olan bir çox texnoloji variant var. Güc keyfiyyəti analizatorları və əqli sayğaclar burada düşünülən əsas cihazlardır; onlar elektrik axını ilə bağlı ətraflı məlumat verir. Şirkətlər hətta problemlər yaranmadan əvvəl onları həll edə bilər və gündəlik istifadə olunan güc miqdarı üzərində daha yaxşı nəzarət qura bilərlər. Avtomobil istehsalı sektoru buna yaxşı nümunədir. Bir çox zavodlar elektrik enerjisinin keyfiyyətini yaxşı izləməklə dayanma müddətini və xərcləri əhəmiyyətli dərəcədə azaltmağı bacarıblar. İstehsalçılar keyfiyyətli izləmə avadanlıqlarına investisiya etdikdə, gündəlik əməliyyatlar hesabına mənfəətə qədər olan bütün sahələrdə real yaxşılaşmalar müşahidə olunur.

Azalımı Enerji Effektivlikləri Proqramları Ilə Birləşdirmək

Müəssisələr harmonik azaldılması üsullarını enerji səmərəliliyi proqramları ilə birləşdirdikdə, sistemlərdən daha yaxşı nəticələr əldə edirlər və eyni zamanda onları zamanla daha çox davamlı edirlər. Bir çox sənaye müəssisələri bu yanaşmaların birləşdirilməsinin gündən-günə nə qədər elektrik enerjisi sərf edildiyini və avadanlıqların nə qədər etibarlı işlədiyini artırmaqda real təsir göstərdiyini müşahidə etmişlər. Məsələn, Orta Qərbdə yerləşən bir zavodda işçilər istehsalat sahəsində yeni LED lampalarla yanaşı xüsusi harmonik filtrlərin quraşdırılması işini həyata keçirmişlər. Nəticə? Ümumi elektrik enerjisi istifadəsi 15% azalıb və ərazidəki bütün maşınlarda daha hamar işləmə təmin edilib. Ətraf mühit baxımından belə kombinasiya məntiqli görünür, lakin burada maliyyə baxımından da qiyməti var, çünki daha aşağı hesablar ilin sonunda daha böyük mənfəət deməkdir. Əksər ağıllı biznes sahibləri bu iki şeyi düzgün etdikdə indi pul qazanmağın və gələcəkdə atmosferə buraxılan istixana qazlarını azaltmağın mümkün olduğunu bilirlər.